Dispositivo de conexión eléctrica.

Dispositivo eléctrico de conexión para alojar una placa de circuitos (1) en al menos un elemento de sujeción (5,

105) de la placa de circuitos que preferiblemente forma parte de una carcasa (3) eléctricamente conductora, conlas siguientes características:

- un dispositivo de contacto (19) eléctricamente conductor,

- el dispositivo de contacto (19) eléctricamente conductor está unido fijamente, eléctrica y mecánicamente,con un tramo de contacto (7) eléctricamente conductor sobre la placa de circuitos (1),

- un tramo de sujeción (5, 105) con una superficie de apoyo (11) eléctricamente conductora,

- al menos un tramo del dispositivo de contacto (19) está mecánicamente fijado y eléctricamente conectadoentre un tope de fijación (24) que sobresale radialmente de un vástago de tornillo (23') o una espiga deremache (123) y la superficie de apoyo (11) en el tramo de sujeción (5, 105), generando una fuerza deapriete que actúa sobre el elemento de contacto (19), no actuando, o no actuando significativamente, lasfuerzas de apriete aplicadas sobre el propio material de la placa de circuitos (1),

- el dispositivo de contacto (19) está compuesto por un material cuya presión superficial admisible es superiora la presión superficial admisible para el material de la placa de circuitos, y

- la presión superficial admisible para el dispositivo de contacto (19) se encuentra más de un 20% por encimade la presión superficial máxima para el material de la placa de circuitos.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10004291.

Solicitante: KATHREIN-WERKE KG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ANTON-KATHREIN-STRASSE 1-3 83022 ROSENHEIM ALEMANIA.

Inventor/es: HANTSCH, RALF.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • H05K3/36 SECCION H — ELECTRICIDAD.H05 TECNICAS ELECTRICAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.H05K CIRCUITOS IMPRESOS; ENVOLTURAS O DETALLES DE REALIZACION DE APARATOS ELECTRICOS; FABRICACION DE CONJUNTOS DE COMPONENTES ELECTRICOS (detalles de instrumentos o detalles comparables de otros aparatos no previstos en otro lugar G12B; circuitos de película delgada o de película gruesa H01L 27/01, H01L 27/13; medios no impresos para realizar conexiones con o entre circuitos impresos H01R; envolturas o detalles de realización de tipos particulares de aparatos, ver las subclases apropiadas; procedimientos que sólo comprenden una técnica prevista en otro lugar, p. ej. calefacción, pulverización, ver la subclase apropiada). › H05K 3/00 Aparatos o procedimientos para la fabricación de circuitos impresos (producción por vía fotomecánica de superficies texturadas, materiales a este efecto o sus originales, aparellajes especialmente adaptados a este efecto, en general G03F; que implican la fabricación de dispositivos semiconductores H01L). › Acoplamiento de circuitos impresos con otros circuitos impresos.
  • H05K7/14 H05K […] › H05K 7/00 Detalles constructivos comunes a diferentes tipos de aparatos eléctricos (envolturas, cajas, cajones H05K 5/00). › Montaje de la estructura del soporte en la envoltura, sobre el marco o sobre el armazón.

PDF original: ES-2425311_T3.pdf

 

Dispositivo de conexión eléctrica.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo de conexión eléctrica La invención se refiere a un dispositivo de conexión eléctrica según el preámbulo de la reivindicación 1.

En particular en aparatos de la técnica de alta frecuencia (por ejemplo en amplificadores) deben alojarse una o varias placas de circuitos equipadas con componentes electrónicos en una carcasa apantallada eléctricamente, para evitar que las ondas electromagnéticas puedan atravesar la carcasa desde el interior hacia el exterior de la carcasa o bien a la inversa, desde el exterior hacia el interior de la carcasa y puedan causar así perturbaciones.

Las placas de circuitos pueden entonces estar equipadas con módulos por uno o por ambos lados. Igualmente pueden estar configuradas las placas de circuitos también en varias capas o pisos, para aumentar más aun la densidad de equipamiento y/o para realizar estructuras de líneas más complejas. En este caso están previstas capas intermedias aislantes entre la estructura de varias capas de la placa de circuitos.

Además necesita el circuito situado encima de la placa de circuitos por lo general una unión a masa muy buena. En otras palabras, debe estar realizada una unión a masa buena conductora eléctrica de la placa de circuitos a la carcasa que aloja la placa de circuitos. Esto se realiza a menudo mediante muchos puntos de contacto distribuidos por toda la superficie de la placa de circuitos, con los que se realiza la toma de contacto eléctrica entre la placa de circuitos por un lado y la carcasa por otro lado, para que preferiblemente se disponga en todos lados sobre la placa de circuitos del mismo potencial de referencia.

Al respecto deben presentar los correspondientes puntos de contacto sólo una baja resistencia de contacto.

Para la técnica de conexión entre la placa de circuitos por un lado y los puntos de sujeción y contacto que alojan la placa de circuitos, por lo general en la carcasa, por otro lado, se han dado a conocer distintas posibilidades de contacto y anclaje mecánico.

Por el documento DE 197 28 291 A1 se ha de considerar como conocido un dispositivo de conexión en el que el elemento de conexión a anclar en la zona de una abertura de la placa de circuitos presenta una superficie de base con un agujero central (de un material eléctricamente conductor) , siendo la superficie de base de este elemento de contacto o de conexión más pequeña que la escotadura de la placa de circuitos y estando previstas en el perímetro exterior de la superficie de base al menos una clavija de contacto, preferiblemente varias, situadas decaladas en la dirección perimetral, que salen transversalmente y en particular en perpendicular al plano de la superficie de base y que se insertan en agujeros de anclaje adicionales de la placa de circuitos. Mediante estas clavijas de contacto se realiza una conexión mecánica y electrogalvánica con la placa de circuitos. No obstante, el establecimiento y anclaje de este elemento de conexión son relativamente costosos.

Los elementos de conexión conformados tridimensionalmente de la forma correspondiente se conocen también a partir de una serie de publicaciones previas adicionales, por ejemplo por el documento DE 197 35 426 A1 o por el documento US 7, 357, 645 B2, que igualmente presentan varias clavijas de contacto que sobresalen perpendicularmente a la superficie del elemento de base y que están configuradas tendidas decaladas en dirección perimetral en el elemento de base.

Un elemento de conexión con forma de caperuza con escotadura interior, en la que encaja una espiga cilíndrica de un segmento de sujeción de un elemento de base, se propone según el documento US 6, 262, 887 B1. Según el documento EP 1 418 798 A2 (que se refiere a una tarea de un tipo totalmente diferente, que es evitar la salida de radiación electromagnética) se propone que para dos placas del circuito dispuestas paralelas y con decalaje lateral esté prevista una abertura de paso común, dotada de un recubrimiento metálico, dotada en cada caso en las caras opuestas orientadas hacia fuera de las placas del circuitos de un borde de contacto eléctricamente conductor con forma de brida que va alrededor sobre la superficie de la placa de circuitos. También puede atornillarse aquí un elemento de tornillo en una espiga metálica de anclaje, con lo que también aquí las fuerzas de apriete actúan en definitiva sobre la placa de circuitos.

La misma solución se propone también en el documento US 5, 500, 789 A, similarmente a en el documento JP 08069826 A o en el documento US 7, 345, 247 B2.

Por el documento US 6, 347, 044 B1 se dan por conocidos simplemente un receptáculo mecánico y una fijación de una placa de circuitos (no tratándose aquí de la problemática de una toma de contacto eléctrica) . Para poder montar la placa de circuitos dentro de un notebook a una distancia suficiente de la placa del fondo, se utiliza un zócalo unido con la placa del fondo, sobre el que está colocada la placa de circuitos mediante un cuerpo de manguito con brida alrededor. El cuerpo de manguito penetra entonces en una escotadura en la placa de circuitos, apoyándose la placa de circuitos contigua a la escotadura en la brida del cuerpo con forma de manguito que va alrededor. El borde que va alrededor de la placa de circuitos del cuerpo con forma de manguito está soldado entonces con la placa de circuitos. Mediante el correspondiente tornillo, cuya cabeza de tornillo encaja en el cuerpo con forma de manguito, puede garantizarse la fijación mecánica de la placa de circuitos al distanciador.

Según el documento DE 197 35 409 C2 se propone por ejemplo utilizar un elemento de contacto con uno o varios dedos de contacto elásticos, soldados en los correspondientes puntos de contacto de la placa de circuitos. La placa de circuitos así preparada puede insertarse a continuación sobre las correspondientes clavijas de contacto (que por ejemplo son parte de la carcasa eléctricamente conductora) , colocándose entonces las lengüetas de contacto o contactos elásticos del elemento de contacto soldado sobre la placa de circuitos sobre las clavijas de la carcasa y acanalándose discurriendo en oblicuo en su perímetro exterior pretensadas y provocando así la toma de contacto eléctrico.

Si debe poder desmontarse la placa de circuitos de la carcasa, se anclan por lo general desde luego las placas de circuitos mediante tornillos que pueden soltarse en los correspondientes tramos de sujeción de la carcasa, estando dotados los tramos de sujeción en la carcasa de un roscado interior, en el que puede atornillarse un tornillo que atraviesa un agujero de la placa de circuitos. Entre la cabeza del tornillo y la superficie de apoyo del tramo de sujeción de la placa de circuitos (que puede ser parte de la carcasa eléctricamente conductora) está aprisionada fijamente la placa de circuitos con un tramo de la placa de circuitos que rodea la abertura de paso para el vástago del tornillo, estando dotado este tramo de la placa de circuitos de un contacto pasante eléctricamente conductor. El roscado interior en la zona de sujeción no es necesario cuando se utilizan tornillos que forman el roscado o que cortan el roscado. Entonces es suficiente un agujero en el tramo de sujeción adecuado al diámetro del tornillo. Los correspondientes principios básicos han de considerarse conocidos por ejemplo por el documento US 6, 493, 233 B1

o el documento US 5, 500, 789 A.

Entre la cabeza del tornillo y la cúpula de la carcasa (en la que está atornillado el tornillo que fija la placa de circuitos, y en cuya cara superior se apoya la placa de circuitos) actúan entonces grandes esfuerzos, con lo que se genera una elevada presión superficial, que actúa sobre el material de la placa de circuitos.

Una forma constructiva correspondiente igualmente al estado de la técnica creador de tipo se ha dado a conocer también por el documento JP 2004 079975 A. Se propone un cuerpo de contacto con forma cilíndrica con roscado axial interior, en uno de cuyos extremos sobresale radialmente un borde con forma de plato, es decir, con forma de brida. El cuerpo cilíndrico así formado puede alojarse en el correspondiente agujero en una placa de circuitos. El cuerpo de contacto choca entonces con su borde o brida que sobresale radialmente en un lado de la placa de circuitos, donde por ejemplo pueden estar constituidas zonas de contacto eléctricamente conductoras. Aquí puede soldarse el borde con forma de brida del cuerpo de contacto con las superficies de contacto que allí se encuentran sobre la placa de circuitos. En el roscado interior del cuerpo de contacto puede atornillarse un tornillo.

Aún cuando esta forma constructiva se utiliza muy a menudo, es tarea de la presente invención lograr al respecto una clara mejora,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo eléctrico de conexión para alojar una placa de circuitos (1) en al menos un elemento de sujeción (5, 105) de la placa de circuitos que preferiblemente forma parte de una carcasa (3) eléctricamente conductora, con las siguientes características: -un dispositivo de contacto (19) eléctricamente conductor, -el dispositivo de contacto (19) eléctricamente conductor está unido fijamente, eléctrica y mecánicamente,

con un tramo de contacto (7) eléctricamente conductor sobre la placa de circuitos (1) , -un tramo de sujeción (5, 105) con una superficie de apoyo (11) eléctricamente conductora, -al menos un tramo del dispositivo de contacto (19) está mecánicamente fijado y eléctricamente conectado entre un tope de fijación (24) que sobresale radialmente de un vástago de tornillo (23’) o una espiga de remache (123) y la superficie de apoyo (11) en el tramo de sujeción (5, 105) , generando una fuerza de apriete que actúa sobre el elemento de contacto (19) , no actuando, o no actuando significativamente, las fuerzas de apriete aplicadas sobre el propio material de la placa de circuitos (1) ,

- el dispositivo de contacto (19) está compuesto por un material cuya presión superficial admisible es superior a la presión superficial admisible para el material de la placa de circuitos, y -la presión superficial admisible para el dispositivo de contacto (19) se encuentra más de un 20% por encima de la presión superficial máxima para el material de la placa de circuitos.

2. Dispositivo de conexión según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de contacto (19) está introducido a presión en una escotadura (17) dotada de un contacto pasante (17’) o bien está soldado en una escotadura (17) llena de material de soldadura.

3. Dispositivo de conexión según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo de contacto (19) configurado con forma de disco presenta una dimensión exterior mayor que la escotadura (17) en la placa de circuitos (1) o bien porque el dispositivo de contacto (19) está configurado tal que sobresale hacia fuera más allá del borde (1a) de la placa de circuitos (1) , estando unido electrogalvánicamente el dispositivo de contacto (19) con forma de disco sobre la cara superior o sobre la cara inferior o sobre una capa (1b) eléctricamente conductora situada en el interior de una placa de circuitos (1) con una estructura multicapa y además estando fijado también mecánicamente a la placa de circuitos (1) .

4. Dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la presión superficial admisible para el dispositivo de contacto (19) se encuentra más de un 20%, en particular más de un 40%, más de un 60%, más de un 80% o más de un 100% por encima de la presión superficial máxima admisible para el material de la placa de circuitos.

5. Dispositivo de conexión según la reivindicación 4, caracterizado porque la presión superficial admisible (pzul) del material del dispositivo de contacto (19) se encuentra por encima de 100 N/mm2, preferiblemente por encima de 120, por encima de 140, por encima de 160, por encima de 180 y en particular por encima de 200 N/mm2, preferiblemente entre 200 N/mm2 y 600 N/mm2.

6. Dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque, además del tramo de sujeción (5, 105) y del tornillo (23) o bien la espiga de remache (123) , también el dispositivo de contacto (19) está compuesto por metal, en particular por una aleación metálica y en particular por acero.

7. Dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las fuerzas de pretensado generadas por el tornillo (23) o la espiga de remache (123) actúan en menos de un 50%, en particular en menos de un 40%, 30%, 20% y en particular en menos de un 10% sobre la placa de circuitos (1a) .

8. Dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el dispositivo de contacto (19) está configurado con forma de disco.

9. Dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el dispositivo de contacto (19) está dotado de una escotadura (19”) , que es atravesada por el vástago del tornillo (23’) .

10. Dispositivo de conexión según la reivindicación 9, caracterizado porque el diámetro exterior del dispositivo de contacto (19) eléctricamente conductor es al menos en parte ligeramente mayor que el correspondiente diámetro interior de la escotadura dotada del contacto pasante (17’) .

11. Dispositivo de conexión según la reivindicación 9,

caracterizado porque en el perímetro exterior (19a) del dispositivo de contacto (19) están configurados un moleteado (27) o sobreelevaciones (27a) con forma de nervio o sobreelevaciones (27b) planas, decaladas entre sí por tramos, preferiblemente con biseles (27c) que discurren con forma de cuña en la dirección de inserción.

12. Dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el diámetro o la extensión longitudinal o transversal del dispositivo de contacto (19) es igual o inferior al diámetro o a la extensión longitudinal o transversal del tramo de sujeción (5, 105) configurado contiguo a la placa de circuitos y/o es igual o más pequeño que el diámetro interior de la cabeza del tornillo (23”)

o bien igual o menor que el tope de fijación (24) unido con el vástago del tornillo (23’) .

13. Dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el diámetro o la extensión longitudinal o transversal del dispositivo de contacto (19) es mayor que el diámetro o la extensión longitudinal o la extensión transversal del tramo de sujeción (5, 105) configurado contiguo a la placa de circuitos y/o mayor que el diámetro de la cabeza del tornillo (23”) o bien mayor que el tope de fijación (24) unido con el vástago del tornillo (23’) .

14. Dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el dispositivo de contacto (19) presenta un espesor (D1) que corresponde al espesor (D2) de la placa de circuitos (1) o bien se diferencia del mismo en menos del 2%, en particular en menos del 1% o del 0, 5%.

15. Dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el espesor (D1) del dispositivo de contacto (19) es mayor que el espesor (D2) de la placa de circuitos, sobresaliendo el dispositivo de contacto (19) en al menos un lado de la placa de circuitos y preferiblemente en ambos lados opuestos de la placa de circuitos (1) de la correspondiente superficie de la placa de circuitos.

16. Dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el espesor (D1) del dispositivo de contacto (19) es menor que el espesor (D2) de la placa de circuitos y porque el dispositivo de contacto (19) está introducido a presión y/o soldado dentro de la escotadura (17) con la placa de circuitos (1) en esta escotadura (17) , siendo el diámetro o bien la extensión longitudinal y/o transversal del dispositivo de contacto (19) mayor que el diámetro de la cabeza del tornillo (23”) y/o el tope de fijación (24) configurado en el vástago del tornillo (23’) o la espiga de remache (123) y es mayor que el diámetro o bien la extensión longitudinal y/o transversal de la zona contigua del tramo de sujeción (5, 105) .

17. Dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el dispositivo de contacto (19) es más delgado que la placa de circuitos (1) y porque la cabeza del tornillo (23”) que encaja en la escotadura (17) o bien el tope de fijación (24) que encaja en la escotadura (17) y/o la zona del tramo de sujeción (5, 105) contigua que encaja en la escotadura (17) , presenta un diámetro exterior y/o un perímetro exterior tal que al menos en parte se introduce en la escotadura (17) .

18. Dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque la escotadura (17) para alojar el dispositivo de contacto (19) o el elemento de contacto (19’) está rodeada por material de la placa de circuitos (1) .

19. Dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque la escotadura (17) está prevista en la zona del borde (1a) de la placa de circuitos (1) , estando rodeada la escotadura (17) sólo en una zona parcial del perímetro por material de la placa de circuitos

(1) y estando abierta por un lado (1a) hacia la placa de circuitos (1) .

20. Dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque el dispositivo de contacto (19) o el elemento de contacto (19’) está unido eléctricamente de forma directa con un tramo de contacto (7) eléctricamente conductor sobre la placa de circuitos (1) y sobresale hacia afuera más allá del borde (1a) de la placa de circuitos (1) , estando mecánicamente fijado y eléctricamente en contacto un tramo (19d) del dispositivo de contacto que sobresale del borde (1a) de la placa de circuitos (1) entre el tope de fijación (24) que sobresale radialmente en el vástago del tornillo (23’) y la superficie de apoyo (11) en el tramo de sujeción (5, 105) .

21. Dispositivo de conexión según la reivindicación 19 ó 20, caracterizado porque la escotadura (19”) está rodeada por completo por material del dispositivo de contacto

(19) o bien del elemento de contacto (19’) o bien está configurada con forma de U o similar a la U o bien abierta hacia un lado con conformación cóncava.

22. Dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 21,

caracterizado porque el tope de fijación (24) que sobresale radialmente más allá del vástago del tornillo (23’) está formado en el tornillo (23) por la cara inferior de la cabeza del tornillo (23”) .

23. Dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 22,

caracterizado porque el dispositivo de conexión puede soltarse y para ello puede atornillarse y desatornillarse el tornillo (23) en un agujero o agujero roscado (13) en el tramo de sujeción (5) que pertenece preferiblemente a la carcasa (3) .

24. Dispositivo de conexión según una de las reivindicaciones 1 a 21,

caracterizado porque el tope de fijación (24) que sobresale radialmente más allá de la espiga de remache (123) está formado en la espiga de remache (123) por la cara inferior de la cabeza de remache (123”) .


 

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